專利名稱：一種測(cè)定柵介質(zhì)經(jīng)時(shí)擊穿壽命的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件壽命測(cè)定方法，尤其是涉及一種測(cè)定柵介質(zhì)經(jīng)時(shí)擊穿壽命的方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體器件在使用前都需要測(cè)定其在正常使用狀態(tài)下的使用壽命，使用壽命也是一個(gè)器件性能的重要參數(shù)。同樣，在器件使用電場(chǎng)下的經(jīng)時(shí)擊穿(TDDB)壽命是柵介質(zhì)質(zhì)量評(píng)價(jià)的一個(gè)重要參數(shù)。傳統(tǒng)的TDDB壽命的獲得是首先測(cè)得在高于器件使用電場(chǎng)下的三個(gè)不同電場(chǎng)條件下的TDDB壽命，利用這三個(gè)壽命值通過(guò)一定的模型外推而得到在使用電場(chǎng)下的TDDB壽命。但是由于已有的研究表明在不同的電場(chǎng)下TDDB壽命符合不同的模型。在較高電場(chǎng)下符合1/E模型，而在較低電場(chǎng)下符合E模型。所以我們不能利用比較高的電場(chǎng)下的TDDB壽命來(lái)外推使用電場(chǎng)下的壽命，而要盡量利用比較低的電場(chǎng)下的TDDB壽命通過(guò)E模型來(lái)推其在使用電場(chǎng)下的壽命。由于測(cè)試電場(chǎng)比較低，所以花費(fèi)時(shí)間非常長(zhǎng)，有時(shí)候甚至要幾周。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種測(cè)定柵介質(zhì)經(jīng)時(shí)擊穿壽命的方法，其能夠快速準(zhǔn)確地測(cè)定半導(dǎo)體器件的經(jīng)時(shí)擊穿壽命。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種測(cè)定柵介質(zhì)經(jīng)時(shí)擊穿壽命的方法，其步驟包括
第一步，使用高電場(chǎng)測(cè)得柵介質(zhì)的經(jīng)時(shí)擊穿壽命；第二步，利用高電場(chǎng)的經(jīng)時(shí)擊穿壽命通過(guò)1/E模型測(cè)得中間電場(chǎng)的經(jīng)時(shí)擊穿壽命；第三步，利用中間電場(chǎng)的經(jīng)時(shí)擊穿壽命通過(guò)E模型測(cè)得使用電場(chǎng)的經(jīng)時(shí)擊穿壽命。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是減少柵介質(zhì)TDDB測(cè)試時(shí)間，短時(shí)間內(nèi)獲得在使用條件下的柵介質(zhì)TDDB壽命。


圖1為本發(fā)明一種測(cè)定柵介質(zhì)經(jīng)時(shí)擊穿壽命的方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。
圖2是本發(fā)明一種測(cè)定柵介質(zhì)經(jīng)時(shí)擊穿壽命的方法的一個(gè)實(shí)施例中工作電場(chǎng)與TDDB壽命的對(duì)應(yīng)圖，其中橫軸為測(cè)試電場(chǎng)，縱軸為T(mén)DDB壽命。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
請(qǐng)參閱圖1所示，本實(shí)施例中，測(cè)定一個(gè)一般的3.3VMOS器件，如果使用傳統(tǒng)的測(cè)定方法，需要使用低電場(chǎng)的測(cè)定，如果確定使用5.75V，5.9V，6.3V三個(gè)數(shù)據(jù)來(lái)測(cè)定TDDB壽命，所花費(fèi)的測(cè)試時(shí)間大概3個(gè)月左右，三個(gè)數(shù)據(jù)分別為t3，t4，t5。然后利用這三個(gè)壽命通過(guò)E模型來(lái)推得使用電壓下的TDDB壽命，得到的TDDB壽命為1.3×105年。
如果使用本發(fā)明提供的方法，需要首先在高場(chǎng)測(cè)試TDDB，本實(shí)施例中選定測(cè)試電壓為8.83V，8.9V，9.4V，所花的測(cè)試時(shí)間為55分鐘，還不到1個(gè)小時(shí)，得到三個(gè)TDDB壽命為t1，t2，t3。然后利用這三個(gè)電壓通過(guò)1/E模型推得三個(gè)中間電場(chǎng)下(E1，E2，E3)的壽命(T1，T2，T3)，其對(duì)應(yīng)關(guān)系參閱圖2所示。再用這三個(gè)壽命通過(guò)E模型來(lái)推得在使用電壓下的TDDB壽命，得到的壽命為1.1×105年。
由此可見(jiàn)，使用本發(fā)明測(cè)定柵介質(zhì)經(jīng)時(shí)擊穿壽命的方法得到幾乎和傳統(tǒng)方法相同的結(jié)果，但是所花費(fèi)的測(cè)試時(shí)間是傳統(tǒng)方法的萬(wàn)分之一不到。
綜上所述，本發(fā)明完成了發(fā)明人的發(fā)明目的，利用高電場(chǎng)下柵介質(zhì)的經(jīng)時(shí)擊穿壽命綜合利用1/E模型和E模型，推算出使用電場(chǎng)下柵介質(zhì)的經(jīng)時(shí)擊穿壽命，可以減少柵介質(zhì)TDDB測(cè)試時(shí)間，短時(shí)間內(nèi)獲得在使用條件下的柵介質(zhì)TDDB壽命。
權(quán)利要求
1.一種測(cè)定柵介質(zhì)經(jīng)時(shí)擊穿壽命的方法，其步驟包括第一步，使用高電場(chǎng)測(cè)得柵介質(zhì)的經(jīng)時(shí)擊穿壽命；第二步，利用高電場(chǎng)的經(jīng)時(shí)擊穿壽命通過(guò)1/E模型推算出中間電場(chǎng)下的經(jīng)時(shí)擊穿壽命；第三步，利用中間電場(chǎng)的經(jīng)時(shí)擊穿壽命通過(guò)E模型得到使用電場(chǎng)下的經(jīng)時(shí)擊穿壽命。
2.如權(quán)利要求1所述的測(cè)定柵介質(zhì)經(jīng)時(shí)擊穿壽命的方法，其特征在于所述第一步中高電場(chǎng)下的經(jīng)時(shí)擊穿壽命測(cè)出多個(gè)。
3.如權(quán)利要求2所述的測(cè)定柵介質(zhì)經(jīng)時(shí)擊穿壽命的方法，其特征在于所述多個(gè)為三個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明有關(guān)一種測(cè)定柵介質(zhì)經(jīng)時(shí)擊穿壽命的方法，其步驟包括第一步，使用高電場(chǎng)測(cè)得柵介質(zhì)的經(jīng)時(shí)擊穿壽命；第二步，利用高電場(chǎng)的經(jīng)時(shí)擊穿壽命通過(guò)1/E模型測(cè)得中間電場(chǎng)的經(jīng)時(shí)擊穿壽命；第三步，利用中間電場(chǎng)的經(jīng)時(shí)擊穿壽命通過(guò)E模型測(cè)得使用電場(chǎng)的經(jīng)時(shí)擊穿壽命。使用上述方法，大幅度地減小了測(cè)試時(shí)間，可以在非常短的時(shí)間內(nèi)測(cè)定出需要的柵介質(zhì)的經(jīng)時(shí)擊穿壽命。
文檔編號(hào)H01L21/66GK1779477SQ20041008426
公開(kāi)日2006年5月31日 申請(qǐng)日期2004年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月17日
發(fā)明者趙毅, 萬(wàn)星拱, 徐向明 申請(qǐng)人:上海華虹Nec電子有限公司